-
Patentansprüche und Beschreibung zur Patentanmeldung betreffend Licht-
und wetterbeständige Färbungen an Holz ergebende farbige Holzschutzmittel und deren
Verwendung
Beschreibung Die Erfindung betrifft licht- und wetterbeständige
Färbungen an Holz ergebende farbige Holzschutzmittel auf Eupfer/Chrom-Basis, gegebenenfalls
mit einem Gehalt an Fluor und/oder Bor, welche mit wasserlöslichen sauren organischen
Farbstoffen eingefårbt sind und deren Verwendung.
-
Es ist bekannt, die Imprägnierung von Holz mit farblosen Holzschutzmitteln,
wie Holzschutzmitteln auf der Grundlage von Blkalifluoriden, Silicofluoriden beziehungsweise
Alkalisalzen der Silicillmfloorwasserstoffsäure, dadurch sichtbar zu machen, daß
diesen Holzschutzmitteln wasserlösliche organische Farbstoffe zugesetzt werden.
-
Außerdem ist es bekannt, bei chromathalt-igen Holzschutzmitteln mit
einer gewissen Eigenfärbung diese mit wasserlöslichen organischen Farbstoffen zu
unterstützen.
-
Die hierfür zur Anwendung kommenden Farbstoffe sind wasserlöslich.
Sie haben den Nachteil, daß sie nur eine geringe Lichtbeständigkeit aufweisen und
auch nach ihrem Aufbringen auf das Holz ihre Wasserlöslichkeit beibehalten und so
mit Wasser auslaugbar, also nicht wetterbeständig sind. Die Einfärbung dient lediglich
der Behandlungskontrolle von unter Dach verbautem Holz.
-
Ferner ist es aus der deutschen Auslegeschrift 1 642 171 bekannt,
in den wäßrigen Lösungen von Holz
schutzmitteln aus Chromaten beziehungsweise
Bichromaten, Fluoriden beziehungsweise Bifluoriden und Arsenaten sowie Borverbindungen
unlösliche organische Pigmentfarbstoffe zusammen mit einer elektrolytbeständigen
gunststoffdispersion zu dispergieren, um mit der Imprägnierung zugleich eine mehr
oder minder wetterbestandige Einfärbung des Holzes zu erzielen. Außerdem können
zur Erzielung einer ölglänzenden Oberfläche Paraffin, Wachs und Ölemulsionen sowie
Weichmacher mit verwendet werden.
-
Weiterhin ist es bekannt, anorganische Pigmente in einem getrennten
Verfahren mit Hilfe von Dispergierhilfsmitteln in Wasser fein zu vermahlen und dann
in einer elektrolytbeständigen Kunststoffdispersion zu dispergieren und danach die
so erhaltene Pigmentpaste den vorstehend genannten Holzschutzzittellösungen zuzusetzen.
-
Die wetterbeständige Anfärbung des Holzes wird darauf zurückgeführt,
daß die unlöslichen anorganischen und organischen Farbteilchen von den polymeren
Eunststoffteilchen umhüllt und auf der Holzfaser festgehalten werden. Dieses Verfahren
läuft darauf hinaus, unlösliche feste Pigmentfarbstoffe in den wäßrigen Lösungen
bestimmt er anorganischer Holzschutzmittel zusammen mit wasserlöslichen Kunststoffen
zu dispergieren. Es hat jedoch erhebliche Nachteile, die im folgenden erörtert werden.
-
Die dispergierten festen anorganischen und organischen Farbstoff-
und Kunststoffteilchen setzen sich allmählich
ab, wobei sie sich
zusammenballen beziehungsweise sich Agglomerate bilden. Infolgedessen muß mindestens
das Gefäß, in welchem die Dispersion aufbewahrt wird, mit einer Umwälzpumpe oder
einem Rührwerk versehen sein. Da für großtechnische Imprägnierungen größere Lösung
volumina auf Vorrat gehalten werden miissen, erfordert eine wirksame Durchriihrung
einen erheblichen Aufwand.
-
Das Absetzen und das Zusammenballen der Teilchen beziehungsweise
die Bildung von Agglomeraten erfolgt besonders schnell, wenn die oben erörterten
Kunststoffdispersionen und Farbstoffe in den verhältnismäßig verdunnten Holzschutzmittellösungen
(etwa 2 bis eigen Lösungen), mit welchen Holz im Vakuumdruck-Verfahren imprägniert
wird, zur Anwendung gelangen.
-
Durch die Gegenwart von unlöslichen Farbpigmenten und Kunststoffteilchen
wird das vom Holz aufgenommene Volumen der Holzschutzmittellösung stark vermindert
und so die Schutzwirkung gegen Pilze und Insekten deutlich herabgesetzt, da bei
der Vakuum/Druck-Imprägnierung die unlöslichen Farbpigmente und Kunststoffteilchen
in den oberflächennahen Holzzellen abfilternd wirken, wodurch insbesondere die radialen
Leitungsbahnen des Holzes verstopft werden.
-
Ein weiterer erheblicher Nachteil ergibt sich daraus, daß bei der
Vakuum/Druck-Impragnierung während der Druckphase eine Ruhephase der Lösung entsteht,
wobei
sich die Farbpigmente auf der nach oben gekehrten Seite des
Holzes absetzen, so daß deutliche Farbunterschiede auf der Holzoberfläche entstehen.
-
Ferner ist aus der deutschen Patentschrift 25 13 076 eine wäßrige
Lösung eines Kupfer und/oder Zink und einen Farbstoff enthaltenden im Holz fixierenden
Holzschutzmittels, welche ein Farbstoffkonzentrat, das eine Lösung von 0,3 bis 5
Gew.-Teilen wasserunlöslichem Farbstoff und mindestens 3 Gew.-Teilen eines nicht-ionogenen
Emulgators in einem mit Wasser nicht oder nur begrenzt mischbaren organischen Lösungsmittel
ist, emulgiert enthält, wobei der Farbstoffgehalt 0,03 bis 0,5 Gew.-%, bezogen auf
das Gesamtgewicht der Holzschutzmittellösung, beträgt, bekannt. Auch diese hat jedoch
erhebliche Nachteile.
-
So muB zuerst ein Farbkonzentrat unter erheblichem Aufwand mit Hilfe
von Lösemitteln und Emulgatoren, zum Teil unter Wärmeeinfluß, hergestellt werden.
Dieses Farbkonzentrat wird dann vor der Anwendung der Holzschutzlösung zugesetzt.
-
Bin erheblicher Nachteil ergibt sich bei der Vakuum/ /Druck-Imprägnierung
dadurch, daß eine Abnahme des Farbstoffes nicht linear mit der Abnahme der Lösungskonzentration
des Holzschutzbestandteiles erfolgt, so daß Nuancierungen des Farbtones nach dem
Imprägniervorgang erfolgen müssen, um einen gleichmäßigen einheitlichen Farbton
der Holzoberfläche zu erhalten.
-
Auch diese Lösungen haben erhebliche Nachteile im Absetzverhalten,
so daß nach Arbeitspausen die Notwendigkeit besteht, durch Hin- und Herfluten der
farbigen Holzschutzmittellösung den Barbstoff in Schwebe zu halten. Dabei kommt
es bei nicht sorgfältiger Ausführung zu Fehlfärbungen der Holzoberfläche.
-
Ferner wirkt sich die Gegenwart der Emulgatoren auf die Farbintensität
und Haltbarkeit des Farbtones auf der Holzoberfläche negativ aus, da das farbig
imprägnierte Holz in der Regel im Freien verbaut wird und durch Wasser aus der Holzoberfläche
ausgewaschen werden kann.
-
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, unter Behebung der
Nachteile des Standes der Technik farbige Holzschutzmittel auf ICupfer/Chrom-Basis
,-gegebenenfalls mit einem Gehalt an Fluor und/oder Bor, welche mit wasserlöslichen
sauren organischen Farbstoffen eingefärbt sind, vor allem auch solche mit einem
Gehalt an Bluor, Bor und/oder Bichromaten, mit deren wäßrigen Lösungen Holz in einem
Arbeitsgang einfach, gleichmäßig, ausreichend schützend und dauerhaft angefärbt
undimprägniert werden kann, sowie ihre Verwendung zu schaffen.
-
Das Obige wurde überraschenderweise durch die Erfindung erreicht.
-
Es wurde nämlich überraschenderweise festgestellt,
daß
kupfer- und chromhaltige Holzschutzmittel mit sauren organischen Farbstoffen ohne
die Nachteile der genannten bekannten Zweikomponentensysteme schon bei der Herstellung
des Holzschutzsalzgemisches trocken versetzt und aus den erhaltenen Gemischen stabile
wäßrige Lösungen erhalten werden können.
-
Gegenstand der Erfindung sind daher licht- und wetterbeständige Färbungen
an Holz ergebende farbige Holzschutzmittel auf Bfer/Chrom-Basis, gegebenenfalls
mit einem Gehalt an Fluor und/oder Bor, welche mit wasserlöslichen sauren organischen
Farbstoffen eingefärbtv sind und dadurch gekennzeichnet sind, daß sie durch trockenes
Zumischen der wasserlöslichen sauren organischen Farbstoffe erhalten worden sind.
-
Vorteilhaft enthalten die erfindungsgemäßen Holz schutzmittel als
wasserlösliche saure organische Farbstoffe Metallkomplex- oder Azofarbstoffe.
-
Gegenstand der Erfindung ist auch die Verwendung der erfindungsgemäßen
Holzschutzmittel in Form von stabilen wäßrigen Lösungen.' Es ist überraschend, daß
wasserlösliche Farbstoffe, beispielsweise mit den in den Beispielen genannten Colour--Indices,
wie Acid braun Nr. 237, durch die Holzschutzmittel auf Eupfer/Chrom-Basis in den
erfindungsgemäßen farbigen Holzschutzmitteln, vor allem bei Imprägnierung
nach
dem Vakuum/Druck-Verfahren, während des Fixiervorganges auf der Holzfaser mit fixiert
und nicht mehr vom Wasser ausgelaugt werden.
-
Ferner ist es überraschend, daß die Farbstoffe in den erfindungsgemäßen
farbigen Holzschutzmitteln eine höhere Lichtechtheit gemäß DIN 54 003 beziehungsweise
54 004 als ursprunglich haben.
-
Auch ist im Gegensatz zu den Verfahren nach der deutschen Auslegeschrift
1 642 171 und der deutschen Patentschrift 25 13 076 bei den erfindungsgemäßen farbigen
Holzschutzmitteln das Eindringen des Holzschutzsbestandteiles in das Holz nicht
negativ beeinflußt. Es konnte kein Unterschied zwischen Holzschutzmitteln auf Eupfer/Chrom-Basis
mit und ohne- Farbstoff festgestellt werden.
-
Während bei den bekannten Verfahren die Farbstoffe mit zunehmendem
Eindringen abfiltriert werden, wobei die Färbung deutlich geringer wird(I?arbstoffausmagerung
mit zunehmender Imprägniertiefe), wird mit den erfindungsgemäßen farbigen Holzschutzmitteln
eine gleichmäßige Farbgebung im gesamten Holzquerschnitt beziehungsweise in der
gesamten imprägnierten Zone erreicht, wobei die Farbstoff abgabe an das Holz etwa
gleich wie die Abgabe des Holzschutzmittelbestandteiles auf Eupfer/Chrom--Basis
ist. Daher ist im letzteren Fall keine nachträgliche Nuancierung erforderlich.
-
Außerdem verhalten sich die erfindungsgemäßen farbigen Holzschutzmittel
bei ihrer Verwendung als wäßrige Lösungen wie wäßrige Holzschutzmittel ohne Farbstoff
und neigen nicht wie die Hblzschutzmittel der deutschen Patentschrift 25 13 076,
vor allem bei der Vakuum/Druck--Imprägnierung, zu auf den Imprägniervorgang und
den Betrieb der Anlage sich negativ auswirkendem starkem Schäumen.
-
Auch ist es überraschend, daß bei den erfindungsgemaßen farbigen
Holzschutzmitteln durch die Gegenwart der sauren organischen Farbstoffe die Fixierzeit
der Holzschutzmittel auf Eupfer/Chrom-Basis erheblich kürzer ist als bei den Holzschutzmitteln
auf Eupfer/Chrom--Basis ohne saure organische Farbstoffe. Dies ist auf die Beschleunigung
der Reduktion des 6-wertigen Chroxes nach dem Einbringen des Holzschutzmittels in
das Holz zurückzuführen.
-
Gegenüber den bekannten farbigen Holzschutzmitteln und deren Verwendung
sowie Verfahren zu ihrer Herstellung bringt die Erfindung auch erhebliche verfahrenstechnische
Vorteile mit sich, da keine Emulsionen und keine festen Teilchen vorliegen und das
Einfärben schan bei der Herstellung der den Holzschutzbestandteil darstellenden
Salzgemische erfolgt, also kein eigener Arbeitsgang und vor allem keine 2 Komponenten
erforderlich sind, um farbige Holzoberflächen zu erzielen.
-
Hinzukommt; daß, insbesonder beim Vakuum/Druck-Verfahren die Leitungsbahnen
nicht durch Emulsionen oder feste Teilchen verstopft werden.
-
Erst- recht überraschend ist das dureh die Erfindung Erreichte gegenüber
der Feststellung in Spalte 1, Zeile 63 bis Spalte 2, Zeile 3 der deutschen Auslegeschrift
1 642 171, daß Holzschutzsalze nicht mit wasserlöslichen Farbstoffen versetzt werden,
könnten, um das Ziel zu erreichen, damit behandelte bewetterte Hölzer gleichzeitig
mit einer dauerhaften Anfarbung zu versehen, wobei die Zugabe eines wasserlöslichen
organischen Farbstoffes bei diesen Salzen nicht möglichsei, weil derartige Farbstoffe
durch die Chromsäure beziehungsweise deren Salze (als starke Oxydationsmittel) zerstört
wurden.
-
In den erfindungsgemäßen fadigen Holzschutzzitteln können sehr unterschiedlich
zusammengesetzte saure organische Farbstoffe und verschiedenartige Holzschutzmittelbestandteile
auf Eupfer/Chrom-Basis enthalten sein.
-
Eine vorteilhafte Gruppe von Farbstoffen sind die substantiven Farbstoffe.
-
Die Farbstoffe zeigen auch nach längerer Lagerung der aus den erfindungsgemäßen
farbigen Holzschutzmitteln bereiteten wäßrigen Lösungen keine Farbtonverschiebung.
-
Auch tritt nach vielmaliger Vakuum/Druck-Impragnierung keine Veränderung
des Farbtones ein.
-
Zweckmäßig beträgt der Farbstoffgehalt des erfindungsgemaßen farbigen
Holzschutzmittels 0,5 bis 3 Gew.-, insbesondere 1 bis 2 Gew.-%, bezogen auf das
Gewicht des trockenen Holzschutzbestandteiles (Holzschutzsalzgemisches). Die Anwendung
des Holzschutzbestandteiles (Holzschutzsalzgemisches) für die Imprägnierung nach
dem Vakuum/Druck-Verfahren erfolgt zweckmäßig in 2 bis 4 Gew.-%-iger wäßriger Lösung,
so daß umgerechnet der Farbstoffanteil 0,01 bis 0,06 Gew.-%, insbesondere 0,02 bis
0,04 Gew.-%, bezogen auf die Holzschutzmittellösung, beträgt. Die Anwendung des
Holzschutzbestandteiles (Holzschutzsalzgemisches) für andere Verfahren zum Aufbringen
auf Holz, wie für das Kurztauchen beziehungsweise Tränken von Holz, beziehungsweise
allgemein Je nach der Art der Gefährdung des Holzes kann aber zweckmäßig auch in
Lösungen mit Konzentrationen bis etwa 20 Gew.-%, wie 15 Gew.-%, an ihm erfolgen,
so daß umgerechnet der Farbstoffanteil bis 0,3 Gew.-%, insbesondere bis 0,2 Gew.-%,
wie 0,15 Gew.-%, beträgt.
-
Die Erfindung wird an Hand der folgenden Beispiele naher erläutert.
In den Beispielen wurden als wasserlösliche Holzschutzmittel auf Kupfer/Chrom-Basis
folgende verwendet: CEF-Salz auf Eupfer/Chrom-Basis mit Fluorgehalt, bestehend aus
35 Gew.s% Kupfersili cofluoridhexahydrat (CuSiF6 . 6 H2O) und
65
Gew.-% Ammoniumbichromat (NH4)2Cr2O7 CE-Salz auf Kupfer/Chrom-Basis, bestehend aus
49 Gew.-% Kupfersulfatpentahydrat (CuSO4 . 5 H20), 48 Gew.-% Kaliumdichromat (K2Cr2O7)
und 3 Gew.-% Chromsäureanhydrid (CrO3) CKB-Salz auf Kupfer/Chrom-Basis mit Borgehalt,
bestehend aus 34 Gew.-% Kupfersulfatpentahydrat (CuSO4 . 5 H20), 38 Gew.-% Kaliumdichromat
(K2Cr2O7), 26 Gew.-% Borsäure (H3B03) und 2 Gew.-% Natriumbisulfat Beispiel 1 Es
wurden 99 Gew.-Vo des CKF-Salzes oder CK-Salzes oder CKB-Salzes und 1 Gew.-% Colour
Index Acid braun Kr. 237
miteinander trocken vermischt. Von dieser
Mischung wurde dann eine 2 bis 4 gew.-%-ige wäßrige Lösung zur Anwendung für die
VakuumJ2ruck-Imprägnierung von Holz bereitet.
-
Es wurde eine einwandfreie lagerstabile Lösung erhalten.
-
Beispiel 2 Es wurden 98 Gew.-% des CEF-Salzes oder CE-Salzes oder
CEB-Salzes und 2 Gew.-% Colour Index Acid braun Nr. 237 miteinander trocken vermischt.
Von dieser Mischung wurde dann eine 2 bis 4 gew.-%-ige wäßrige Lösungen zur Anwendung
für die Vakuum/Druck-Imprägnierung von Holz bereitet. Es wurde eine einwandfreie
lagerstabile Lösung erhalten.
-
Beispiel 3 Es wurden 98 Gew.-% des CKF-Salzes oder CE-Salzes oder
CKB-Salzes und
2 Gew.-% Colour Index Acid braun Nr. 102 miteinander
trocken vermischt. Von dieser Mischung wurde dann eine 2 bis 4 gew.-%-ige wäßrige
Lösung zur Anwendung für die Vakkum/Druck-Imprägnierung von Holz bereitet. Es wurde
eine einwandfreie lagerstabile Lösung erhalten.
-
Beispiel 4 Es wurden 99 Gew.-% des CBF-Salzes oder CE-Salzes oder
CKB-Salzes und 1 Gew.-% Colour Index Acid braun Nr. 104 miteinander trocken vermischt.
Von. dieser Mischung wurde dann eine 2 bis 4 gew.-%-ige wäßrige Lösung zur Anwendung
für die Vakuum/Druck-Imprägnierung von Holz bereitet.
-
Es wurde eine einwandfreie lagerstabile Lösung erhalten.
-
Beispiel 5 Es wurden
98 Gew.-% des CKF-Salzes oder
CE-Salzes oder CKB-Salzes und 2 Gew.-% Colour Index Acid braun Nr. 106 miteinander
trocken vermischt. Von dieser Mischung wurde dann eine 2 bis 4 gew.-%-ige wäßrige
Lösung zur Anwendung für die Vakaum/Druck-Imprägnierung von Holz bereitet.
-
Es wurde eine einwandfreie lagerstabile Lösung erhalten.
-
Beispiel 6 Es wurden 99 Gew.-% des CEF-Salzes oder CE-Salzes oder
CKB-Salzes und 1 Gew.-% Colour Index Acid red Nr. 289 miteinander trocken vermischt.
Von dieser Mischung wurde dann eine 2 bis 4 gew.-%-ige wäßrige Lösung zur Anwendung
für die Vakuum/Druck-Imprägnierung von Holz bereitet.
-
Es wurde eine einwandfreie lagerstabile Lösung erhalten'.
-
Beispiel 7 Es wurden
99 Gew.-% des CEF-Salzes oder
CE-Salzes oder CKB-Salzes und 1 Gew.-% Colour Index Acid yellow Nr. 23 miteinander
trocken vermischt. Von dieser Mischung wurde dann eine 2 bis 4 gew.-%-ige wäßrige
Lösung zur Anwendung für die Vakuum/Druck-Imprägnierung von Holz bereitet. Es wurde
eine einwandfreie lagerstabile Lösung erhalten.
-
Beispiel 8 Es wurden 98 Gew.-% des CKF-Salzes oder CE-Salzes oder
CKB-Salzes und 2 Gew.-% Colour Index Nr. 168 direkt-black miteinander trocken vermischt.
Von dieser Mischung wurde dann eine 2 bis 4 gew.-%-ige waßrige Lösung zur Anwendung
für die Vakuum/Druck-Imprägnierung von Holz oder eine 15%-ige wäßrige Lösung zum
Kurztauchen oder Tränken von Holz in diese beziehungsweise mit dieser bereitet.
-
Es wurde jeweils eine einwandfreie lagerstabile Lösung erhalten.
-
Zusammenfassung